数字电子技术抢答器设计方案

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1、摘要：锁存器、优先编码电路、译码电路将参赛队或选手的编号在显示器上输出，以上几个部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能、用555芯片构成报警电路，以上两部构成扩展电路。主体电路与扩展电路相互控制。抢答器通电后，三个数码管都显示0，按下清零键进入正常工作状态。当选手按下抢答按钮后，倒计时停止，数码管显示选手编号及抢答的时间。关键词：抢答电路，定时电路，报警电路，时序电路，Proteus7.4a仿真软件引言抢答器同时供7名选手或7个代表队比赛，设置一个系统清除开关和一个抢答控制开关，由主持人控制。抢答器具有

2、锁存与显示功能，即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保存到主持人将系统清零为止。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器开始进行减计时。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，七段数码管上显示选手编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清零为止。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时器上显示00。1设计方案将抢答按钮与锁存器相连，使得输入锁存器（74LS37

3、3）的是各位选手的高低电平，而非经过优先编码后的BCD码。然后经优先编码、译码电路后显示在数码管上；同时，由主持人开关及其他部分的线路通过门电路实现对抢答电路和定时电路的控制。本设计方案的总体方案框图如图2所示。1.2设计原理本电路由抢答电路、定时电路、报警电路、秒脉冲产生电路等几部分组成。抢答电路完成基本的抢答功能，即抢答开始后，当选手按动抢答键时能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答；定时电路的主要功能是完成定时抢答；报警电路的主要功能是完成对非法抢答的报警、选手抢答后的提示以及倒计时结束的提示。13图2方案二的总体方案框图2电

4、路设计2.1抢答电路抢答电路的主要功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后顺序，并对优先抢答选手的编号进行锁存，并且使其他选手的按键操作无效；二是将优先抢答选手的编号进行译码，在七段数码管上显示出来。本次设计选用八D锁存器74LS373、8-3优先编码器74LS148、译码器74LS247、共阳极七段数码显示管及反相器等几个芯片完成上述功能。当74LS373片的使能端LE为高电平是锁存器中的内容可以更新，但在返回低电平时实现锁存，如果此时输出控制端为低电平，即输出三态门打开，锁存器中的地址信息就可以经过三态门输出。74LS373的功能表如表1所示。表

5、174LS373功能表输出控制输入输出OELEDQ0111010000×Q01××Z74LS148是8线-3线优先编码器，即8个信号输入端，3个信号输出端。此外还设置了输入使能端EI,输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。74LS148的功能表如表2所示。表274LS148功能表13输入输出EI01234567A0A1A2GSEO1××××××××11111011111111111100×××××××0000010××××××01001010×××××011010010××××0111011010×××01111100010××01111110

6、1010×0111111110010011111111110174LS247是一个七段译码器，它将BCD码通过译码电路编译成为一个七位的二进制数，与共阳极七段数码显示管相连，用来显示选手编号。74LS247的功能表如表3所示。表374LS247功能表十进制输入BI/RBO输出字形LTRBIDCBAabcdefg011000010000001011×000111001111121×001010010010231×001110000110341×010011001100451×010110100100561×011010100000671×011110

7、001111781×100010000000891×1001100001009抢答电路的连接如图3所示。13图3抢答电路电路的工作原理是：当任意一选手按下按钮时，八D锁存器74LS373工作，与输入端相对应的输出端输出低电平，该低电平经8-3八位优先编码器74LS148编码输出的A0-A2为与输入信号相对应的三位二进制码，这个三位二进制码经过反相器输入到七段译码器74LS247，74LS247的输入二进制码在其最高位置零时，输出范围是0-7，而由于74LS373的D0脚始终是不确定电平，所以最终的输出范围是1-7。74LS148的优先编码工作状态标

8、志GS与74LS373的使能端LE相连，而GS在进行编码后有高电平变为低电平，使LE变为低电平，从而锁住电路。2.2定时电